JP2017091918A - 蓄電素子 - Google Patents
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Abstract
Description
一対の電極を含む電極体と、電解液とを有し、
前記電極の少なくとも一方が、活物質と、増粘剤と、多孔質粒子とを含む活物質層を有する。
多孔質粒子の平均粒子径は、好ましくは、活物質の平均粒子径の1倍以上10倍以下である。多孔質粒子の平均粒子径は、より好ましくは、活物質の平均粒子径の1.2倍以上8倍以下である。
難黒鉛化性炭素(活物質)と、スチレンブタジエンゴム(バインダー)と、カルボキシメチルセルロース(増粘剤)と、ゼオライト粒子(多孔質粒子)とを活物質層に含む負極を備えたリチウムイオン二次電池を試作した。活物質層に含まれる活物質、バインダー、及び増粘剤の割合は、それぞれ、97質量%、2質量%、1質量%である。このとき、ゼオライト粒子の含有量を異ならせて5種類のリチウムイオン二次電池を作製した。
尚、5種類の内の1つは、活物質層にゼオライト粒子が含まれていないリチウムイオン二次電池(試料1)とした。他の4つのリチウムイオン二次電池(試料2〜5)は、活物質層に含まれている増粘剤の質量を100質量部とした際に、それぞれ、活物質層に含まれているゼオライト粒子の質量が、3質量部(試料2)、10質量部(試料3)、18質量部(試料4)、20質量部(試料5)となるように作製した。
測定は、回生時を模擬して実施し、充電率75%、−15℃の温度条件下で1秒間の充電量を測定した。
作製したリチウムイオン二次電池に対して、25℃、5Aの定電流で4.2Vまで充電を行い、さらに4.2Vの定電圧で充電を行う。定電流の充電と定電圧の充電との合計時間は3時間とする。次いで、5Aの定電流で2.4Vまで放電を行うことにより、リチウムイオン二次電池の初期の放電容量C1[Ah]を測定する。当該リチウムイオン二次電池について、放電容量C1の75%を充電することでリチウムイオン二次電池の充電率(SOC(State Of Charge))を75%に調整した後、−15℃で4時間保持する。その後、4.2Vの定電圧充電を実施する。通電開始1秒後における電流値及び電圧値からオームの法則を用いて充電率75%における入力値を算出する。この入力値をリチウムイオン二次電池の入力特性とする。
負極活物質をグラファイトに変更したこと以外は試験1の「試料1」と同様に活物質層にゼオライト粒子が含まれていないリチウムイオン二次電池(試料6)を作製した。そして、この「試料6」について、出力特性を測定した。具体的には、充電率25%、−15℃の温度条件下で1秒間の出力を測定した。
作製したリチウムイオン二次電池に対して、25℃、5Aの定電流で4.2Vまで充電を行い、さらに4.2Vの定電圧で充電を行う。定電流の充電と定電圧の充電との合計時間は3時間とする。次いで、5Aの定電流で2.4Vまで放電を行うことにより、リチウムイオン二次電池の初期の放電容量C1[Ah]を測定する。当該リチウムイオン二次電池について、放電容量C1の25%を充電することでリチウムイオン二次電池の充電率を25%に調整した後、−15℃で4時間保持する。その後、2.5Vの定電圧放電を実施する。通電開始1秒後における電流値及び電圧値からオームの法則を用いて充電率25%における出力値を算出する。この出力値をリチウムイオン二次電池の出力特性とする。
試験1の「試料3」について、試験1と同様の条件(充電率:75%、温度:−15℃)で1秒間の入力値を測定した。また、負極活物質層にゼオライト粒子を含有させず、「試料3」と同量のゼオライト粒子を電解液中に含有させたリチウムイオン二次電池(試料8)を作製して入力特性を評価した。「試料3」の入力値を100%とした場合の「試料8」の入力値を表3に示す。
負極活物質層のバインダーをスチレンブタジエンゴムに代えてポリフッ化ビニリデンとし、負極活物質層の形成に増粘剤を用いなかったこと以外は試験1の「試料1」と同様にリチウムイオン二次電池(試料9)を作製した。この「試料9」について、試験1と同様の条件(充電率:75%、温度:−15℃、時間:1秒)で入力特性を評価した。
また、負極活物質層のバインダーをスチレンブタジエンゴムに代えてポリフッ化ビニリデンとし、負極活物質層の形成に増粘剤を用いなかったこと以外は試験1の「試料3」と同様にリチウムイオン二次電池(試料10)を作製し、「試料9」と同様に入力特性を評価した。「試料9」の入力値を100%とした場合の「試料10」の入力値を表4に示す。
Claims (3)
- 一対の電極を含む電極体と、電解液とを有し、
前記電極の少なくとも一方が、活物質と、増粘剤と、多孔質粒子とを含む活物質層を有する蓄電素子。 - 前記多孔質粒子がアルミノケイ酸塩粒子である請求項1記載の蓄電素子。
- 前記増粘剤100質量部に対する多孔質粒子の割合が3質量部以上18質量部以下である請求項1又は2に記載の蓄電素子。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021200589A1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 日東電工株式会社 | 蓄電デバイス用正極及び蓄電デバイス |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011034117A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 日本電気株式会社 | 高分子ラジカル材料・活性炭・導電性材料複合体、導電性材料複合体の製造方法、及び蓄電デバイス |
JP2013127956A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-06-27 | Hitachi Chemical Co Ltd | リチウムイオン二次電池用バインダ |
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